氧化石墨烯的多色发光及其在荧光成像中的应用

氧化石墨烯作为石墨烯的一种带隙打开的衍生物,极大地丰富了其光学性质,并拓展了它在传感和成像方面的应用,特别是氧化石墨烯限域的π共轭结构对构建发光碳材料提供了十分便利的条件。目前,有大量的研究工作报道了氧化石墨烯及其衍生物能够产生多种颜色的荧光信号,然而,系统地总结这些研究去揭示氧化石墨烯发光机理的相关工作还比较少。本文总结了关于发光氧化石墨烯纳米材料的合成及其在光学成像方面应用的大量研究工作,为进一步开发新型的发光氧化石墨烯材料提供一些建设性意见。     

基于金配合物的聚集诱导发光分子合成及其对Hg2+的检测

设计合成了一种新型聚集诱导发光分子三苯乙烯炔金-三苯基膦(1)。1溶解在DMSO中几乎无荧光,在固体状态下具有明亮的蓝色荧光,表现出典型的聚集诱导发光性能。研究表明,其聚集诱导发光特性来自于限制分子内旋转机理。1在水溶液中表现出对Hg~(2+)的荧光猝灭响应,并表现出良好的选择性和抗干扰能力。     

SrAl2O4:Eu2+,Dy3+的上转换发光特性

铕镝共掺的铝酸锶是一种新型的绿色长余辉荧光材料 ,经可见 -紫外光激发后 ,能发出超长时间的余辉。本文首次用 980nm的红外激发光源激发SrAl2 O4 :Eu2 ,Dy3 磷光体后 ,在室温下观测到了SrAl2 O4 :Eu2 ,Dy3 的绿色上转换荧光。并测得了其上转换荧光光谱图。与其正常的荧光光谱图相比 ,两者的峰形及波峰的位置有很大的差异 ,这预示着两者有不同的发光机理 ,并就其发光机理进行了初步的探讨。所用的样品经高温固相法合成后 ,用XRD表征。两种荧光光谱用荧光光谱仪测定。     

发光可调控CDs@MOFs复合荧光材料制备及其在高显色白光LED中的应用

选用中性红和硫脲作为原料,制备出一种540 nm波长发射的新型黄光碳点(CDs)水溶液,具有激发依赖特性。选择Al-MOFs和Zn-MOFs分别作为CDs的载体基质,得到CDs@Al-MOFs和CDs@Zn-MOFs两种复合荧光材料,都显示出非激发依赖特性。而CDs@Al-MOFs和CDs@Zn-MOFs的最佳发射峰分别位于555 nm和612 nm,与CDs水溶液540 nm的发射波长相比,都出现不同程度的红移。通过对黄光CDs及其复合荧光材料进行TEM、XRD、FT-IR、XPS、UV-Vis和FL等系列表征,证明其发光机理是由CDs的表面态发光转变为分子态发光占主导地位。通过调整两种复合荧光材料的配比可获得不同发光性能的白光LED器件,当CDs@Al-MOFs与CDs@Zn-MOFs的质量比为1∶0.65时,器件的色温为3 968 K、显色指数达82.4,表明该碳点基复合荧光材料在白光LED领域具有广阔的发展前景和应用价值。     

丙酮敏化光泽精氧化发光反应的研究及应用

本文研究了H2O2-ClO-氧化光泽精发光的特性及丙酮的敏化作用,对发光和敏化机理进行了探讨,同时还研究了丙酮敏化光泽精氧化发光反应的分析应用.     

近红外量子点的发光机理研究

近红外量子点具有独特的光学性质,如荧光量子产率高,荧光寿命长,荧光发射波长可调,半峰宽窄且斯托克斯位移较大,耐光漂白能力强等, 及“近红外生物窗口”的优势,使它们在生物荧光标记、太阳能电池、量子化计算、光催化、化学分析、食品检测及活体成像等领域具有巨大的潜在应用价值。目前对近红外量子点的发光机理研究还不够完善,针对国内外的研究现状,重点对核/壳结构的量子点(CdTe/CdSe,CdSe/CdTe/ZnSe等)、三元量子点(Cu-In-Se,CuInS₂等)和掺杂型量子点(Cu∶InP等)三种不同类型近红外量子点的发光机理进行了综述。其中,Type-Ⅱ型核/壳结构量子点的发光机理多为带间复合发光,三元量子点以本征缺陷型发光为主,掺杂型量子点多为杂质缺陷型发光。探讨了近红外量子点发光原理存在的问题及发展的方向。对近红外量子点的发光机理进行系统地研究不仅有助于我们理解近红外量子点的发光性质,而且对完善相似高品质量子点的合成方法具有重要意义。     

2(水杨醛缩苯胺)-(1,10-邻菲罗啉)合钙的光谱特性

合成了一种新型的蓝光发射材料2(水杨醛缩苯胺)-(1,10-邻菲罗啉)合钙,并利用红外光谱、X射线衍射谱、DSC热分析、UV-vis吸收谱、荧光激发光谱和荧光发射光谱研究了其结构、晶态、热稳定性以及光学特性,分析了它的能态结构和发光机理。结果表明,2(水杨醛缩苯胺)-(1,10-邻菲罗啉)合钙的热稳定性较高,是一种多晶粉末发光材料,禁带宽度2.93eV,在紫外光的激发下,固态荧光发射峰在449.7nm处,在乙醇溶液体系中的荧光发射峰在491nm处,均为蓝色荧光,色纯度高,荧光量子效率高,其荧光发射主要来源于长波吸收带,最大波长吸收带对荧光发射贡献最大。     

皮肤的光学性质研究

为了确认通过皮肤进行基于卟啉荧光的元创恶性肿瘤诊断的可行性,应用光谱法分析研究了人皮肤的光学特性。通过测量皮肤的反射光谱、透射光谱和荧光光谱分析确定皮肤中的发光物质及其光谱对卟啉荧光的影响。用280nm激发光对皮肤进行激发,测到皮肤在360nm发出的荧光。与牛血清白蛋白的荧光光谱比较,确定发光物质是某类蛋白质。选择350nm激发光对皮肤进行激发,测得了与离体类胡萝卜素荧光452nm相同的荧光,所以皮肤中的发光物质有类胡萝卜素。光谱分析还表明,皮肤的荧光中还有弹性蛋白和还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)的荧光发射,荧光峰分别在400,460nm。黑色素不发荧光,但皮肤中可能还存在氧化的黑色素,它的荧光波长是580nm,这些都与卟啉的荧光波长不同。由此可见皮肤中发光物质不会影响卟啉荧光的探测。由皮肤的透射光谱观察到,卟啉的荧光波长恰好在皮肤的透射窗口内,从而进一步确定了卟啉荧光的无创探测的可能性。     

一种新型铕的有机配合物的光物理特性及机理研究

基于吸收及荧光光谱技术对一种新型铕的有机配合物发光材料在不同状态下的光谱特性进行了表征,并分析了该配合物的光物理特性与机理。发现该配合物的吸收光谱主要是配体邻菲咯啉(phen)的贡献;随着浓度增大自短波到长波区域逐渐出现了饱和吸收现象,光谱向长波方向延伸、展宽,而且这种特征在样品的激发光谱上得到了体现;该配合物在不同状态下的荧光光谱均由Eu3+的4个特征荧光峰组成,且出现617 nm强荧光峰。提出该配合物的荧光光谱主要是在配体乙酰苯胺的微扰或介导作用下,改变了Eu3+能量场的宇称态,导致跃迁概率大大增强,并使配体phen将吸收的能量转移给Eu3+,发出617 nm强荧光峰。表明这种新型铕的有机配合物是一种有效的红光有机发光材料,具有潜在的应用价值。     

钠铝氟化物包覆BaF2材料上转换发光性能

采用水热法合成了一种非稀土上转换发光材料,由钠铝氟化物和BaF2组成。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对其进行了表征,分析表明,钠铝氟化物主要以NaF和Na3AlF6两种晶态存在于BaF2晶体表面,形成化学复合,呈现包覆结构。荧光光谱测试表明,样品在583nm可见光和863nm近红外光室温激发下,均能产生304和324nm的宽波段紫外光发射。时间分辨光谱表明,发光均有一个上升和衰减过程,衰减大约自15ms开始,磷光寿命大于18.4ms。借助上转换发光能量转换过程对发光机理进行了研究,分析表明,发光源于量子限制效应的带间光吸收和界面缺陷的光吸收,发光机制属于量子限制效应-界面发光中心复合发光。     

直流清洗电极电场对束流参数影响的测量与研究

 本文采用保角变换法推导了直流清洗电极电场的计算公式,分析和研究了合肥光源直流清洗电极电场对束流参数的影响。例如,直流清洗电场存在垂直方向的二极分量将引起闭轨变化,四分量将产生工作点偏移,六极分量会产生附加校正色品。并给出了一些测量结果。     

Boson Mean Field Theory of Effective Holon-Holon Interaction in the RVB Model

The RVB model is investigated by a mean field theory, in which the holon is expressed by a fermion operator, and the spinon by a boson operator. The effective holon-holon interaction by exchanging the spinons is derived for T≠0. It is found that the interaction is attractive.     

基于图像方法模拟尾流气泡分布特性的研究

舰船尾流中气泡对尾流特性研究起着重要的作用,研究气泡数密度分布对于追踪舰船有着重要意义.用图像方法来研究气泡,具有直观、简便的优点.采用激光片光源限定采样区域,利用数学形态学的方法对气泡图像进行了处理.通过剪切、变灰度、调整照明和亮度、填充、膨胀、腐蚀等操作获得理想的图像并进行统计.用上述方法对记录气泡消散过程的图片进行处理,可以看出气泡的消散过程基本符合指数衰减的规律.     

Color transfer method preserving perceived lightness

Color transfer originally proposed by Reinhard et al. is a method to change the color appearance of an input image by using the color information of a reference image. The purpose of this study is to modify color transfer so that it works well even when the scenes of the input and reference images are not similar. Concretely, a color transfer method with lightness correction and color gamut adjustment is proposed. The lightness correction is applied to preserve the perceived lightness which is explained by the Helmholtz–Kohlrausch (H–K) effect. This effect is the phenomenon that vivid colors are perceived as brighter than dull colors with the same lightness. Hence, when the chroma is changed by image processing, the perceived lightness is also changed even if the physical lightness is preserved after the image processing. In the proposed method, by considering the H–K effect, color transfer that preserves the perceived lightness after processing is realized. Furthermore, color gamut adjustment is introduced to address the color gamut problem, which is caused by color space conversion. The effectiveness of the proposed method is verified by performing some experiments.     

Effective absorption enhancement in small molecule organic solar cells using trapezoid gratings

We demonstrate that the optical absorption is enhanced in small molecule organic solar cells by using a trapezoid grating structure. The enhanced absorption is mainly attributed to both waveguide modes and surface plasmon modes, which is simulated by using finite-difference time-domain method. The simulated results show that the surface plasmon along the semitransparent metallic Ag anode is excited by introducing the periodical trapezoid gratings, which induce the increase of high intensity field in the donor layer. Meanwhile, the waveguide modes result in a high intensity field in acceptor layer. The increase of field improves the absorption of organic solar cells significantly, which is demonstrated by simulating the electrical properties. The simulated results also show that the short-circuit current is increased by 31% in an optimized device, which is supported by the experimental measurement. Experimental result shows that the power conversion efficiency of the grating sample is increased by 7.7%.     

重频应用下等离子体电光开关热退偏损耗分析

 基于有限元数值方法,给出电光晶体KDP在高平均功率激光负载下温度场分布和应力场分布。在此基础上得到了折射率随温度变化、电光系数随温度变化、及应力双折射引入的退偏损耗。数值模拟显示：电光系数随温度变化和应力双折射是引起开关退偏损耗的主要因素。当入射激光平均功率为40 W、辐照时间为420 s时,KDP晶体最高温度为38.43 ℃,电光系数随温度变化及应力双折射引入的最大退偏损耗分别为2.38%和4.04%。实验测量了应力双折射导致的退偏损耗,实验结果和理论结果符合较好。     

数字散斑相关方法实现鼠标定位原理

在激光鼠标工作原理的基础上,利用数字散斑相关方法对激光鼠标的定位原理进行了研究。设计实验得到散斑场并用数码相机拍摄。用图像采集卡采集CCD扫描数散斑图像得到的图像,将图像数字化,分析数据得到了图像最优采样的像素单元和图像位移两个参量。基于两个参量,实验采集散斑图像在一定的轨迹运动下的散斑场,用Matlab软件模拟,并比较分析了实验和模拟结果。结果表明,用数字散斑相关方法可以实现激光鼠标的定位功能,并且分辨力可达到1μm,远高于市场上激光鼠标30μm的分辨力。     

采用热处理方法提高MEH-PPV单层聚合物有机发光二极管发光性能的研究

对以MEH－PPV为发光层的单层聚合物有机发光二极管（OLED）器件在最佳条件下进行真空热处理，并用金相显微镜观察施加电压后器件的阴极表面形貌。发现处理后的器件阴极表面的气泡及黑斑明显减少。器件的发光性能显著提高。与未经处理的器件相比，最大相对发光强度提高了一个数量级、启亮电压降低了2．0V，半寿命提高了12．7倍。初步分析表明热处理方法提高器件发光性能的主要原因在于有效地减少了器件在工作过程中由于焦耳热产生的某些气体，从而减少阴极表面气泡及黑斑的出现，另一方面，热处理方法也增强了有机发光层与阴极接触界面的结合力，提高电子注入水平。     

二次彩虹法测量高折射率玻璃微珠折射率研究

基于米氏散射理论解释了激光照明下玻璃微珠的二次彩虹精细结构的成因,发现折射率的差异将直接影响二次彩虹精细结构的位置.对于实验中玻璃微珠半径变化引起二次彩虹精细结构间距变化的现象亦用米氏散射理论进行了模拟分析和实验研究.利用米氏散射的近似理论——艾里理论对玻璃微珠的折射率进行了测量.在对玻璃微珠二次彩虹精细结构所计算得到的折射率的统计分析基础上,通过校正测量误差后得到了玻璃微珠折射率的准确数据.     

用于煤矿信集闭系统车号传感器的研究

研制了一种新型非接触式机车车号传感器。通过红外线发射与接收实现信号检测,利用导线将信号传回调度室,经译码后用于车号显示及机车调度。为了提高系统抗干扰性能,红外光线经40kHz的调制器调制后发射,光电转换信号以电流方式传输,传输线的两端经光电耦合隔离,译码时采用软件纠错。传感器最多可对64辆机车实现车号检测。结果表明,这种新型非接触式机车车号传感在实际使用中没有出现过丢码和错码现象。